rspでのスタックの領域確保についての疑問

Question

過去の質問とは別に重ねて質問させて頂きます。
ちょっとわからないことが多すぎるので3つに分けて質問させて頂きます。
下記のC言語を逆アセンブルしてアセンブラを見てみました。

c言語

int main(){
printf("helloWorld\n");
printf("Tata");

逆アセンブル結果

sub     rsp, 28h
lea     rcx, aHelloworld ; "helloWorld\n"
call    sub_140001090
lea     rcx, aTata      ; "tata"
call    sub_140001090
xor     eax, eax
add     rsp, 28h
retn
endp

サブルーチン　sub_140001090

.text:0000000140001040 sub_140001040   proc near               ; CODE XREF: sub_140001090+3C↓p
.text:0000000140001040                                         ; DATA XREF: .pdata:000000014001E00C↓o
.text:0000000140001040
.text:0000000140001040 var_18          = qword ptr -18h
.text:0000000140001040 arg_0           = qword ptr  8
.text:0000000140001040 arg_8           = qword ptr  10h
.text:0000000140001040 arg_10          = qword ptr  18h
.text:0000000140001040 arg_18          = qword ptr  20h
.text:0000000140001040
.text:0000000140001040                 mov     [rsp+arg_18], r9
.text:0000000140001045                 mov     [rsp+arg_10], r8
.text:000000014000104A                 mov     [rsp+arg_8], rdx
.text:000000014000104F                 mov     [rsp+arg_0], rcx
.text:0000000140001054                 sub     rsp, 38h
.text:0000000140001058                 call    sub_140001030
.text:000000014000105D                 mov     rcx, [rsp+38h+arg_18]
.text:0000000140001062                 mov     [rsp+38h+var_18], rcx
.text:0000000140001067                 mov     r9, [rsp+38h+arg_10]
.text:000000014000106C                 mov     r8, [rsp+38h+arg_8]
.text:0000000140001071                 mov     rdx, [rsp+38h+arg_0]
.text:0000000140001076                 mov     rcx, [rax]
.text:0000000140001079                 call    sub_140004188
.text:000000014000107E                 add     rsp, 38h
.text:0000000140001082                 retn
.text:0000000140001082 sub_140001040   endp

①何のために最初にsub命令で、最終的にaddをしているか。
調べたところによると変数などの領域を確保するとありますが、どうして領域が確保されるかわかりません。
最終的addをするのであれば領域は変わらないのでは。
rspの領域を確保するというイメージができていませんので

②サブルーチン(sub_140001090)で一度arg_0という変数に8バイトアラインされた値を格納し、順番にアドレスにして言ってますが、イメージ的には下の図のような感じでよろしいでしょうか?

1マスが8バイトで下に行けば行くほどアドレス値は大きくなります。

③サブルーチン(sub_140001090)内でr8,r9,rdx,rcxが使われているのは何故でしょう。
これもコンパイラがそう決めているからということなのでしょうか?

独学でやっているので初心者すぎる質問かもしれないですがご回答をどうかよろしくお願いします。

Answer 1

rsp から引き算し、新しく増えた領域のみを現在実行中の関数のローカル変数として使うという約束によって成り立っています。 rsp に足し算すれば領域の解放です。 もちろんあなたがそうしたければ他の形でメモリを使うこともできなくはないのですよ。

それとスタックは引数の受け渡しにも使われる場合があり、具体的なルールは呼出規約に定めがあります。 基本的にはコンピュータのアーキテクチャを決定しているところが策定することが多いのですが、同じアーキテクチャのコンピュータでも OS によって若干の違いがある場合もあります。

r8 r9 rdx rcx が使われているのもこの呼出規約の定めによるものです。 マイクロソフトのサイトに説明のページを見つけたので参考にしてください。 (繰り返しますが他の OS では細部が違う可能性はあります。 正確なところは各環境におけるドキュメントを探してみてください。)

https://docs.microsoft.com/ja-jp/cpp/build/x64-calling-convention?view=vs-2019

質問者の事例で言えば、引数として受け取った値を改めて別の関数に渡すために別の入れ物に移し替え (mov) ているということです。

Answer 2

領域を確保する、というよりも、他に使われることはないメモリ領域を空ける、と考えましょう。
基本的に、スタックポインタより上の（アドレスの）メモリは、その関数が終わるまで使われることはありません

＃関数コールやレジスタ退避では常にスタックの低い方に伸びていきます

んで、その開けた領域に、引数やローカル変数を割り当てていきます

Comments

[退会済みユーザー]

いつもご説明ありがとうございます。
>関数コールやレジスタ退避では常にスタックの低い方に伸びていきます。
ちょっと勘違いがあってはいけないので
簡単に図解すると

アドレス値低い
↑　　　　　　　　 __________________
↑　　　　　　　　|　関数コール、レジスタ |
↑　　　　　　　　|　　　　　　　　　　　 |
スタックポインタ→|--------------------------
↓　　　　　　　　|　　空けたメモリー領域 |
↓　　　　　　　　|　　引数、ローカル変数 |
アドレス値高い 　　___________________

雑ですいませんが、上のような図であっていますか?

[y_waiwai]

そうですね。それであってます

[退会済みユーザー]

ありがとうございます。

Answer 3

①何のために最初にsub命令で、最終的にaddをしているか。

sub 28hすると28hバイト分のメモリがスタック上に確保されることになります。
add 28hすることでその領域を開放します。